C++ string类讲解
C++ string类讲解
1、为什么学习string类？
C语言中的字符串
在C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想（即Object Oriented Programming），而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
针对类似这样的问题，作为C语言的升级版，C++肯定要拿捏掉相关的缺点，将其优化升级嘛，所以大佬们在研发C++的时候早就已经考虑到并且拿捏住了这些问题——string类就是这么来的。
因此，我们学习C++中string类的重要性也就不言而喻了。
2、标准库中的string类
附：C++官网中的string类介绍
C++官网string类网址链接
（1）string类简介：
① 字符串是表示字符序列的类。
② 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
③ string类是使用char（即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型，关于默认的更多信息，请参阅basic_string）。
④ string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数（关于更多的模板信息还是请参考basic_string）。
⑤ 注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节：如果用来处理多字节或变长字符（如UTF-8）的序列，这个类的所有成员（如长度或大小）以及它的迭代器，将仍然按照字节（而不是实际编码的字符）来操作。
小结一下：
① string是表示字符串的字符串类。
② 该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作。
③ string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string
④ 不能操作多字节或者变长字符的序列。
切记：在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std！
（2）string类的常用接口说明（注意下面我只讲解最常用的接口）
① string类对象的常见构造
结合代码演示讲解：
② string类对象的容量操作
结合代码演示讲解：
还好小贴士：
① size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。
② clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
③ resize(size_t n)与resize(size_t n,char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
④ reserve(size_t res_arg = 0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。
（3）string类对象的访问以及遍历操作
结合演示代码讲解：
图解：
反向迭代器类似跟上图迭代器相反的方式。
很多xdm可能会疑惑，明明有着下标+[]的方式就足够好用了，为什么还要出现迭代器呢？说句实话对于string类确实如此，毕竟我们从C语言开始就接触数组下标访问的方式，这个更亲切。
但是重点来了，这个是要建立在数组的前提条件下才能使用数组下标访问的方式。而对于其他的容器（即数据结构），并不是底层全部都是用数组来实现的，比如后续学的list、map、set等等，那么用数组遍历访问的方式就不行了，这种时候就只能使用类似迭代器这样的方式去遍历访问。
对此，不难看出迭代器的实质作用就是支持任何容器通过使用迭代器的方式去访问和修改。（ 即迭代器是一个通用的方式。）
我们不要单单只停留在string类上面看待迭代器，就好比我们每个人都是祖国的花朵（虽然我已经焉了），都享受着祖国的保护，而不是只保护你一个人。
然后还需要注意的就是在迭代器这里，实际上是有4种的，不单单是正向迭代器、反向迭代器；对于const修饰的对象，我们还有const正向迭代器和const反向迭代器（毕竟特殊人才特殊对待）。用法并没有什么本质大区别，所以这里就不做过多繁琐的讲解，只是需要注意的是被const修饰的对象不能被修改就行了。
扩展内容（补充上面的）：
reserve和resize的区别，很类似C语言中的malloc和calloc的区别。reserve只开空间，而resize在reserve的基础上还会对开辟的空间进行初始化操作。
（4）string类对象的修改操作
结合代码演示讲解：
c_str：以C语言的方式打开字符串
还好小贴士：
① 在string尾部追加字符时，s.push_back© / s.append(1,c) / s += 'c’三种的实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。
② 对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好。
（5）string类非成员函数
结合代码演示讲解：
3、string类的模拟实现
（1）前言：
上面已经对string类进行了简单的介绍，大家只要能够正常使用即可。但是想要在编程这条路上继续前行，当然只懂使用是完全不够的，当然是需要进行更加深入浅出的了解，所以接下来就是跟xdm讲解string类的模拟实现问题，侧重点会放在实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。
老规矩，以问题引入，家人们首先看下以下string类的模拟实现是否有问题？
还是用几张图片遮挡下，让家人们思考下，嘻嘻。
答案：
像这种题，肯定是不出意外的话肯定是要出意外的，以家人们的慧眼肯定一眼就能看出是错的，找出问题的根源。像我这种近视4000多度的老花眼肯定是看不出来了。
运行结果：
分析思路：
说明：上述string类没有显示定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是——s1、s2共用同一块内存空间，在释放时同一块空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，就是之前我在类和对象篇章中所说的浅拷贝！
（2）浅拷贝
前言：
在之前的类和对象篇章中，我并没有详细讲解过浅拷贝这个问题，因为在那讲解并不合适，所以放在了本篇博客中讲解，方便大家更容易理解浅拷贝跟深拷贝的区别与联系。
概念简介：
浅拷贝：也称为位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另外的一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对该资源进行任何一项操作时，就会发生访问违规！
而要解决浅拷贝问题，C++中就引入了与之对应的深拷贝。
浅拷贝相当于只关注了美人鱼美丽的上半身，而深拷贝则相当于探索到了美人鱼不为人知的下半身。
（3）深拷贝：
如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显示给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。
① 传统版写法的string类
② 现代版写法的string类
③ 写时拷贝（了解）
写时拷贝就是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。
引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给计算增加1，当某个对象被销毁时，先给该计数减1，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为1，说明该对象是资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源。
④ string类的模拟实现